العلاقة بين التكبير الكلي ودقة مرايا الزيت الميكروبيولوجية
العدسات الشيئية للمجاهر المستخدمة في أبحاث علم الأحياء الدقيقة هي عادةً عدسات زيتية منخفضة التكبير (10 ×)، وعدسات شيئية عالية التكبير (40 ×)، وعدسات زيتية (10) 0 س). وهناك أيضًا كلمة "OI" (الغمر بالزيت) تشير إلى أنها الأعلى تكبيرًا بين الثلاثة. وفقًا لاستخدام العدسات ذات التكبيرات المختلفة، يمكن تكبير الكائن الذي تم فحصه بمقدار 1000-1600 مرة. عند الاستخدام، الفرق بين العدسة الزيتية والعدسات الشيئية الأخرى هو أنه لا توجد طبقة من الهواء بين الشريحة والعدسة الشيئية، بل طبقة من الزيت، وهي ما يسمى نظام الغمر بالزيت. غالبًا ما يستخدم هذا النوع من الزيت زيت الأرز لأن معامل انكساره هو n=1.52، وهو نفس معامل انكسار الزجاج. عندما يمر الضوء من خلال شريحة زجاجية، فإنه يمكن أن يدخل مباشرة إلى العدسة الشيئية من خلال زيت الأرز دون انكسار. إذا كان الوسط بين الشريحة الزجاجية والعدسة الشيئية هو الهواء، فإنه يسمى النظام الجاف. عندما يمر الضوء عبر الشريحة الزجاجية، فإنه يتعرض للتشتت بسبب الانكسار، ومن الواضح أن كمية الضوء التي تدخل العدسة الموضوعية تقل، مما يقلل من إضاءة مجال الرؤية. لا يؤدي استخدام المرايا الزيتية إلى زيادة الإضاءة فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى زيادة الفتحة العددية بشكل أساسي، حيث يتم تحديد كفاءة تكبير المجهر من خلال الفتحة العددية. يشير ما يسمى بالفتحة العددية إلى حاصل ضرب نصف جيب الزاوية القصوى التي يتم عندها تسليط الضوء على العدسة الشيئية (المعروفة باسم زاوية الفتحة) مضروبًا في معامل انكسار الوسط الموجود بين الشريحة الزجاجية والعدسة الشيئية . يمكن التعبير عنها بالصيغة التالية: NA=nx sin ، حيث NA=الفتحة العددية؛ N=معامل الانكسار للوسط؛ A{{10}}نصف أقصى زاوية سقوط، أي نصف زاوية فتحة العدسة. ولذلك، كلما زادت الزاوية التي يتم بها تسليط الضوء على العدسة الشيئية، زادت كفاءة المجهر، ويتم تحديد حجم هذه الزاوية من خلال القطر والبعد البؤري للعدسة الشيئية. وفي الوقت نفسه، الحد النظري لـ a هو 90.. sin90.＝1، لذلك، عند استخدام الهواء كوسيط (n=1)، لا يمكن أن تتجاوز الفتحة العددية 1. على سبيل المثال، عند استخدام القطران كوسيط، تزداد n، وتزداد الفتحة العددية أيضًا. إذا كانت زاوية سقوط الضوء هي 120o ونصف جيبها هو sin6{{60}}o=0.87، إذن: عند استخدام الهواء كوسيط: NA =1 x 0.87=0.87، عند استخدام الماء كوسيط: NA=1.33 x 0.87=1.15، عند استخدام القطران كوسيط: NA =1.52 × 0.87=1.32. تشير دقة المجهر إلى قدرته على تمييز الحد الأدنى للمسافة بين نقطتين. وهو يتناسب مع الفتحة العددية للعدسة الموضوعية ويتناسب عكسيا مع طول الموجة. لذلك، كلما كانت الفتحة العددية للعدسة الشيئية أكبر، كلما كان الطول الموجي لموجة الضوء أقصر، وزادت دقة المجهر. ويمكن أيضًا تمييز الهياكل الدقيقة للكائن الذي يتم اختباره بوضوح. ولذلك، فإن الدقة العالية تعني مسافة صغيرة يمكن تمييزها، وهذان العاملان يتناسبان عكسيا. غالبًا ما يشير بعض الأشخاص إلى الدقة على أنها عدد الميكروميترات أو النانومترات، مما يخلط في الواقع بين الدقة والحد الأدنى لمسافة الدقة. يتم تمثيل دقة المجهر بأدنى مسافة يمكن حلها. الحد الأدنى للمسافة بين نقطتين التي يمكن تمييزها هو 2/NA. في الصيغة، φ=الطول الموجي لموجة الضوء، ومتوسط طول موجة الضوء التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة هو 0.55 ميكرومتر. إذا تم استخدام هدف عالي الطاقة بفتحة عددية تبلغ 0.65، فيمكنه تمييز المسافة بين نقطتين بمقدار 0.42 ميكرومتر. ومع ذلك، لا يمكن تمييز المسافة بين نقطتين أقل من 0.42 ميكرومتر، حتى مع وجود عدسة تكبير أكبر، لا يزال من غير الممكن تمييز التكبير الإجمالي للمجهر. فقط من خلال استخدام عدسات شيئية أكبر ذات فتحات رقمية أكبر يمكن زيادة دقة هذه العدسات. على سبيل المثال، عند استخدام مرآة زيتية بفتحة عددية 1.25، فإن الحد الأدنى للمسافة بين نقطتين يمكن تمييزهما هو 0.55/(2 × 1.25)=0.22 ميكرومتر. لذلك، يمكننا أن نرى أنه إذا تم استخدام هدف عالي الطاقة مع تكبير 40 مرة (NA=0.65) وعدسة عينية ذات تكبير 24 مرة، على الرغم من أن إجمالي التكبير هو 960 مرة، فإن الحد الأدنى مسافة الدقة هي 0.42 ميكرومتر فقط. إذا تم استخدام مرآة زيتية ذات تكبير 90 مرة (NA=1.25) وعدسة عينية ذات تكبير 9 مرات، على الرغم من أن إجمالي التكبير هو 810 مرات، فيمكن تمييز مسافة 0.22 ميكرومتر.
